一、Zigbee协议
Zigbee是IEEE 802.15.4协议的代名词,是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称来源于蜜蜂的八字舞,因为蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(zig)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息。Zigbee的特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率、低成本,所以特别适合用来组建无线传感器网络。
Zigbee的应用领域包括:
- 家庭和楼宇网络:空调系统的温度控制、照明的自动控制、窗帘的自动控制、煤气计量控制、家用电器的远程控制等;
- 工业控制:各种监控器、传感器的自动化控制
- 商业:智慧型标签等
- 农业控制:收集各种土壤信息和气候信息
- 医疗:老人与行动不便者的紧急呼叫器和医疗传感器等
下图展示了ZigBee无线网络协议层的架构图。ZigBee的协议分为两部分,IEEE 802.15.4定义了PHY(物理层)和MAC(介质访问层)技术规范;ZigBee联盟定义了NWK(网络层)、APS(应用程序支持子层)、APL(应用层)技术规范。ZigBee协议栈就是将各个层定义的协议都集合在一直,以函数的形式实现,并给用户提供API(应用层),用户可以直接调用。
二、Ztack协议
ZigBee协议主要有msstatePAN协议栈、freakz协议栈和TinyOS协议。不过今天介绍Z-Stack协议,它是德州仪器推出业界领先的ZigBee协议栈,最新版本符合ZigBee 2007 Pro规范,它支持多种平台,Z-Stack包含了网状网络拓扑的几近于全功能的协议栈,在竞争激烈的 ZigBee领域占有重要的地位。
1 从官网下载安装后,在安装目录生成如下图所示的文件及文件夹
(1)Getting Started Guide CC2530文件,是安装卸载协议栈的说明文件;
(2)Components是Z-Stack协议栈的各个功能部件的实现;
(3) Documents是TI的开发文档的,里面很多都是讲述协议栈的API;
(4) Projects是TI协议栈的例子程序,一个个例子程序都是以一个个project的形式给我们的,学好这些例子程序里面的一两个,基本你能做事情了。
(5)Tools,这个文件夹是放TI的例子程序的一些上位机之类的程序,作为工具使用。
2 Components文件夹目录
如上所述,该目录存放了Z-Stack协议栈的主要代码,如下图所述,其中:
(1)hal文件夹为硬件平台的抽象层
(2)mac文件夹包含了802.15.4物理协议的实现说需要代码文件的头文件,由于TI公司处于某种考虑,这部分并没有给出具体的源代码,而是以库文件的形式存在ProjectszstackLibraries文件夹给出
(3)mt 文件夹包含了为系统添加在电脑上有Z-tools调试的功能所需要的源文件
(4)osal包含了操作系统抽象层所需要的文件
(5)service文件夹保护了Z-Stack提供的两种服务:寻址服务和数据服务所需要的文件
(6)stack文件夹是components文件夹最核心的部分,是ZigBee协议栈具体实现部分,在在其下有分为了af(应用框架),nwk(网络层),sapi(简单应用接口)、sec(安全)、sys(系统头文件),zcl(ZigBee簇库),zdo(ZigBee设备对象)等7个文件夹
(7)zmac文件夹包含了Z-Stack MAC 导出层文件。
3 样例文件
(1)打开项目样例文件(ProjectszstackSamplesSampleAppCC2530DB)
(2)工程目录结构
三、主函数分析
1 int main( void ) 2 { 3 // Turn off interrupts 4 osal_int_disable( INTS_ALL ); 5 6 // Initialization for board related stuff such as LEDs 7 HAL_BOARD_INIT(); 8 9 // Make sure supply voltage is high enough to run 10 zmain_vdd_check(); 11 12 // Initialize board I/O 13 InitBoard( OB_COLD ); 14 15 // Initialze HAL drivers 16 HalDriverInit(); 17 18 // Initialize NV System 19 osal_nv_init( NULL ); 20 21 // Initialize the MAC 22 ZMacInit(); 23 24 // Determine the extended address 25 zmain_ext_addr(); 26 27 #if defined ZCL_KEY_ESTABLISH 28 // Initialize the Certicom certificate information. 29 zmain_cert_init(); 30 #endif 31 32 // Initialize basic NV items 33 zgInit(); 34 35 #ifndef NONWK 36 // Since the AF isn't a task, call it's initialization routine 37 afInit(); 38 #endif 39 40 // Initialize the operating system 41 osal_init_system(); 42 43 // Allow interrupts 44 osal_int_enable( INTS_ALL ); 45 46 // Final board initialization 47 InitBoard( OB_READY ); 48 49 // Display information about this device 50 zmain_dev_info(); 51 52 /* Display the device info on the LCD */ 53 #ifdef LCD_SUPPORTED 54 zmain_lcd_init(); 55 #endif 56 57 #ifdef WDT_IN_PM1 58 /* If WDT is used, this is a good place to enable it. */ 59 WatchDogEnable( WDTIMX ); 60 #endif 61 62 osal_start_system(); // No Return from here 63 64 return 0; // Shouldn't get here. 65 } // main()
如上的代码,可总结为如下所示的程序框图,其中最关键的是初始化OSALosal_init_system()和启动系统 osal_start_system(),下一节我们将逐一分析。
四、参考链接